专利名称：吸湿排汗纤维的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种涤纶长丝的生产方法，尤其涉及具有吸湿排汗功能的涤纶长丝的生产方法，属于合成纤维技术领域。
背景技术：
随着生活水平的提高，人们对服装的舒适性能越来越重视，服装面料的各种高科技含量也越来越高。服装的吸湿排汗性能是舒适性的一个重要指标。吸湿排汗纤维是指利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水就经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移到织物的表面并发散达到导湿快干的目的，人们也将这种纤维称为可呼吸的纤维。近年来，美国、韩国、日本、中国台湾等相继研究并推出几种吸湿排汗纤维，它们都是通过纤维截面异形化来增加毛细管作用，使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道产生芯吸作用而具有干爽排汗功能。
据报道，具有吸湿排汗功能的异形纤维，纤维的截面都有凹槽。如美国杜邦公司生产的“Coolmax”聚酯纤维，其横截面成独特的扁十字形，纤维表面在纵向形成四个槽，拥有比一般纤维多出20％的表面积，其吸湿排汗功能优于其它同类纤维。台湾中兴纺织股份有限公司生产的“Coolplus”同样是通过Y形和十字形截面，利用纤维表面微细沟槽产生毛细现象，使汗水芯吸、扩散、挥发。远东纺织品公司的H型端面PET吸湿排汗纤维(商品名为EASTLENE)以及该公司的“Topcool”吸湿排汗纤维，具有良好的芯吸性、可呼吸、快干、不粘搭等特性。
目前市场上的异形截面吸湿排汗纤维都是各种规格的短纤纱、低弹丝及全牵伸丝(FDY、DT)。涤纶纤维的刚度大、织物挺刮的特点已是众所周知的事实，多沟槽的异形截面赋予织物吸湿干爽特性的同时，也突出了涤纶纤维的固有缺点，使织物的手感更加粗糙、硬挺。由于吸湿排汗纤维必须制成内衣或用于织物贴身的一面才能发挥其良好的吸湿导湿功能，贴身织物的柔软手感无疑是舒适性能的另一重要指标，现有的吸湿排汗纤维生产技术都没有将如何提高织物的柔软性纳入研究中。
发明内容
本发明的目的是改善现有吸湿排汗织物粗糙硬挺的手感，提供一种具有良好柔软性能的吸湿排汗纤维的生产方法，利用该纤维制成的织物，其舒适性能有很大提高。
本发明的目的通过以下技术方案来实现吸湿排汗纤维的生产方法，其特征在于聚酯熔体经过安装于纺丝箱体中的异型截面喷丝板喷丝，然后进行缓冷加热、侧吹风、上油，再经过4800～10000m/min超高速卷绕，制得吸湿排汗纤维。
进一步地，上述吸湿排汗纤维的生产方法中，所述纺丝箱体的温度为280～300℃、缓冷加热的温度为270～290℃，侧吹风的温度为20～26℃，侧吹风的风速为0.30～0.85m/s。
进一步地，上述吸湿排汗纤维的生产方法中，所述异型截面喷丝板是具有芯吸、快干功能、纵向表面具有沟槽的喷丝板，尤其是截面呈Y形、3T形、十字形、H形、五叶形或者壬字形状的喷丝板。
再进一步地，上述吸湿排汗纤维的生产方法中，所述聚酯熔体直接来自聚酯合成阶段的最终缩聚反应釜；也可以是由聚酯切片经过预结晶和干燥处理后，经螺杆挤出机挤出而形成的熔体，所述螺杆挤压机的工作温度为260～300℃。
本发明用常规聚酯切片经螺杆挤出机挤出成熔体，或者直接使用聚合反应后形成的聚酯熔体，通过异型截面喷丝板，利用超高速纺丝技术生产异截面型吸湿排汗纤维(HOY)。该HOY丝具有与同类型吸湿排汗纤维相同的异形截面及沟槽，因而保持了同类吸湿排汗纤维所具有的良好的吸湿干爽的特性；同时，由于采用超高速纺丝卷绕工艺，形成的HOY丝的超分子结构明显不同于传统的涤纶DTY、FDY、DT等纤维，采用HOY丝制成的织物手感柔软，明显好于用同类涤纶DTY、FDY、DT等吸湿排汗纤维生产的织物，改善了现有吸湿排汗织物粗糙硬挺的手感，改进提升该类织物的柔软舒适性能。本发明可以利用现有高速纺丝设备进行生产，工艺过程简单，生产效率高、运行稳定。
具体实施例方式
下面以采用常规聚酯切片经螺杆挤出机挤出成熔体为例对本发明技术方案作进一步说明。
采用常规聚酯(PET)切片，利用异型截面喷丝板，采用超高速纺丝工艺技术路线，不经拉伸制取吸湿排汗纤维HOY丝。工艺流程为PET切片→干燥→螺杆挤压机→纺丝→缓冷加热块→侧吹风冷却→上油→超高速卷绕→异型截面吸湿排汗HOY丝。
本发明中喷丝板截面可以是“Y”形、“3T”形、“壬”字形、“十”字形、“H”形、“五叶”形等，也可以是其它具有芯吸、快干功能、纵向表面具有沟槽的异形截面纤维的形状。
经过预结晶、干燥后的切片进入螺杆挤压机，挤压机温度260～300℃，纺丝箱体熔体温度280～300℃，缓冷加热块温度270～290℃，侧吹风温度20～23℃，侧吹风速0.45～0.65m/s，纺丝速度4800～10000m/min。纺丝工艺参数可根据不同设备、纤维的不同规格、不同截面形状进行调整，一般干切片含水在20ppm左右可满足纺丝要求，越低越好，纤维的截面异形度在20～60％之间，异形度低于20％，难以保证织物的吸湿排汗性能，高于60％，易断头，难以正常卷绕。
由于HOY纺速高，纺丝过程中发生取向结晶化，局部取向的无定型态在熔纺过程中很快结晶，因此形成的晶体完善程度高，晶区取向度高，晶粒尺寸大，相应地晶区中结晶粒子间缝隙较大，即无定形区尺寸大大增加。现有的研究资料表明，超高速纺纤维无定形区的取向度远比其它的低，纤维的抗弯模量较低，宏观上表现为纤维的手感比同类型低速纺(FDY、DT、短纤纱、DTY)纤维的柔软度大大提高，从而改进提升织物的手感柔软程度，提高了吸湿排汗织物的柔软舒适性能。
本发明生产的吸湿排汗HOY纤维所具有的芯吸、快干舒爽性能和柔软的手感以下列实施例说明将同规格(83dt/36f)、同截面(“壬”字形)的DTY和HOY两种吸湿排汗纤维用同一组织结构织成的织物进行同样的染整工艺处理后测试其吸湿排汗性能和柔软性能，具体数据如下表1和表2。两种纤维的横截面异形度接近，其毛细高度和含水率相差不大，说明其吸湿排汗性能相似，而悬垂系数差异较大，说明HOY纤维织成的织物柔软度确有较大的提高。
表1两种吸湿排汗织物毛细高度和悬垂系数的对比
表2两种吸湿排汗织物残余含水率的对比
其中纤维横截面的异形度以比表面积增加率表示，纤维横截面异形度高，其吸湿排汗性能较好。具体可以这样计算将纤维的横截面放大1000倍，测算出纤维的横截面积S、周长L，纤维横截面的比表面积R＝L/S；根据S＝πr2，计算出r，从而计算出同规格圆的周长L’，进一步计算出同规格圆的比表面积R’＝L’/S，那么(R-R’)/R’即为比表面积增加率。
毛细吸水高度(毛细高度)表征织物的吸湿性能，毛细高度大，织物的吸湿性能好。将织物裁成规格为长×宽(20cm×3cm)的长条，一端夹持住，另一端没入水中，在一定的恒温恒湿环境中进行毛细高度测试。
本发明用悬垂系数表征织物的柔软性能，具体用织物悬垂性测定仪进行测试(FZ/T01045-1996方法A)，在测试范围之内悬垂系数越小，那么织物的柔软度越好。
残余含水率表征织物的排汗性能，要求在织物被按照要求滴水后，正常环境条件下40分钟后织物的残余含水率小于20％。同时间下织物的残余含水率小，织物的排汗性能好。
本发明技术方案将通过下列实施例得到进一步解释，下列实施例仅仅是本发明的代表而不以任何方式限制本发明的保护范围。实施例中提到的织物均采用该例中的吸湿排汗纤维以相同的组织结构织造、相同的染整工艺处理，然后测试其吸湿排汗性能和柔软度。
〖实施例1〗在卡尔·菲休公司的KF-POY长丝纺丝机上，采用3T型异形喷丝板，纺丝速度4800m/min，HOY规格为110dt/36f，以表3中工艺1进行纺丝，生产运行稳定，卷装成型良好，所得HOY丝的物理指标见表4。采用该HOY丝织造的织物，其吸湿排汗性能等同于同截面、同规格的常规工艺路线生产的吸湿排汗纤维而织物的柔软舒适性能大为提高。
〖实施例2〗在卡尔·菲休公司的KF-POY长丝纺丝机上，采用3T型异形喷丝板，纺丝速度5000m/min，HOY规格为83dt/36f，以表3中工艺2进行纺丝，生产运行稳定，卷装成型良好，所得HOY丝的物理指标见表4。采用该HOY丝织造的织物，其吸湿排汗性能等同于同截面、同规格的常规工艺路线生产的吸湿排汗纤维而织物的柔软舒适性能大为提高。
〖实施例3〗在卡尔·菲休公司的KF-POY长丝纺丝机上，采用“壬”字型异形喷丝板，纺丝速度5000m/min，HOY规格为110dt/36f，以表3中工艺3进行纺丝，生产运行稳定，卷装成型良好，所得HOY丝的物理指标见表4。采用该HOY丝织造的织物，其吸湿排汗性能等同于同截面、同规格的常规工艺路线生产的吸湿排汗纤维而织物的柔软舒适性能大为提高。
〖实施例4〗在卡尔·菲休公司的KF-POY长丝纺丝机上，采用“壬”字型异形喷丝板，纺丝速度5000m/min，HOY规格为83dt/36f，以表3中工艺4进行纺丝，生产运行稳定，卷装成型良好，所得HOY丝的物理指标见表4。采用该HOY丝织造的织物，其吸湿排汗性能等同于同截面、同规格的常规工艺路线生产的吸湿排汗纤维，而织物的柔软舒适性能大为提高。
表3实施例1～4的纺丝工艺
表4实施例1～4所得HOY丝的物理指标
权利要求
1.吸湿排汗纤维的生产方法，其特征在于聚酯熔体经过安装于纺丝箱体中的异型截面喷丝板喷丝，然后进行缓冷加热、侧吹风、上油，再经过4800～10000m/min超高速卷绕，制得吸湿排汗纤维。
2.根据权利要求1所述的吸湿排汗纤维的生产方法，其特征在于所述纺丝箱体的温度为280～300℃、缓冷加热的温度为270～290℃，侧吹风的温度为20～26℃，侧吹风的风速为0.30～0.85m/s。
3.根据权利要求1或2所述的吸湿排汗纤维的生产方法，其特征在于所述异型截面喷丝板是具有芯吸、快干功能、纵向表面具有沟槽的喷丝板。
4.根据权利要求3所述的吸湿排汗纤维的生产方法，其特征在于所述异型截面喷丝板的截面呈Y形、3T形、十字形、H形、五叶形或者壬字形状。
5.根据权利要求1所述的吸湿排汗纤维的生产方法，其特征在于所述聚酯熔体直接来自聚酯合成阶段的最终缩聚反应釜。
6.根据权利要求1所述的吸湿排汗纤维的生产方法，其特征在于所述聚酯熔体是由聚酯切片经过预结晶和干燥处理后，经螺杆挤出机挤出而形成的熔体。
7.根据权利要求6所述的吸湿排汗纤维的生产方法，其特征在于所述螺杆挤压机的工作温度为260～300℃。
全文摘要
本发明提供了一种吸湿排汗纤维的生产方法。采用常规PET切片或熔体，利用异型截面喷丝板及现有的高速纺丝设备，采用超高速纺丝工艺技术，不经过拉伸而制取吸湿排汗纤维HOY丝。该方法工艺过程简便，生产效率高、运行稳定，制成的吸湿排汗纤维的手感柔软程度明显改善，其吸湿排汗织物的柔软舒适性能得到大幅度提高。
文档编号D01D5/08GK1896345SQ20051004096
公开日2007年1月17日 申请日期2005年7月11日 优先权日2005年7月11日
发明者严建华, 李刚, 史利梅, 马建平, 陈翠红 申请人:中国石化仪征化纤股份有限公司